(57)【要約】  【課題】異なる波長の光に対する総合的な解像度、および受光感度を最適化する撮像装置を提供することを目的とする。  【解決手段】可視光用の受光素子群を正方格子状に配置し、近赤外光用の受光素子群を、可視光用の受光素子の格子点に対して面心関係となる正方格子状に配置し、さらに、可視光用の受光素子は、赤Ｒ用、緑Ｇ用、青Ｂ用の各受光素子がベイヤー配置を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる波長域の光を同時に受光する撮像装置であって、
一方の波長域用の受光素子群を正方格子状に配置し、他方の波長域用の受光素子群を、一方の波長域用の受光素子の格子点に対して面心関係となる正方格子状に配置することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置であって、
２つの波長域の各受光素子の面積を、受光感度の低い波長域の受光素子は、受光感度の高い波長域の受光素子よりも大きくしたことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１に記載の撮像装置であって、
一方の波長域は可視光であって、当該波長域の受光素子は、赤Ｒ用、緑Ｇ用、青Ｂ用の各受光素子がベイヤー配置を構成することを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項３に記載の撮像装置であって、
２つの波長域の各受光素子の面積を、受光感度の低い波長域の受光素子は、受光感度の高い波長域の受光素子よりも大きくしたことを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項１、乃至請求項４に記載の撮像装置であって、
各受光素子の表面にマイクロレンズを有することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は異なる波長の光を同時に受光する撮像装置に関し、特に、異なる波長の光に対する解像度を考慮した総合的な解像度、および受光感度を最適化する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一つのＣＣＤ、あるいはＣＭＯＳ固体撮像装置で異なる波長の映像を同時に撮影する装置が開示されている。（特許文献１、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平５−１０３３３０号公報
【特許文献２】特開２００４−１８６７９２号公報  特許文献１に記載の方法では、図５に示すカラー固体撮像素子の従来例のごとく、カラー用として、補色系のマゼンダＭｇ、シアンＣｙ、イエローＹｅ、白黒用としてＧの４つの受光素子を配置することで、カラー映像と白黒映像とを同時に撮影する。特許文献２に記載の方法では、図６に示す撮像素子を構成するフィルタアレイの従来例のごとく、可視光用として、赤Ｒ用、青Ｂ用、緑Ｇ用の受光素子を奇数（Ｏ）ラインに水平に並べ、近赤外光ＩＲ用の受光素子を偶数ライン（Ｅ）に並べることで、インターレース走査で、各フィールド映像にカラー映像と近赤外線映像とを得る装置が提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載のカラー固体撮像装置では、図５に示すごとく、白黒用の受光素子の配列が疎らであるため、素子の一部を白黒用に割り当てる前の元の素子構成でのカラー撮影装置に比べて、白黒映像の解像度が辺々１／２に低下する。また、カラー用の受光素子についても、カラー用の受光素子の標準的な配置、すなわち１つの行にＧ用、Ｂ用の受光素子、他の行にＲ用、Ｇ用の受光素子を並べるベイヤー配置を構成できないため、元のカラー撮影装置に対して解像度が辺々１／２に低下する。
【０００４】
また、特許文献１に記載のカラー固体撮像装置では、各波長の受光素子の、感度対面積について考慮がなされていないため、異なる波長の光に対する受光感度の違いを是正するためには、総合的な感度を、最も感度の低い波長の受光素子に合わせることになり、効率が悪い。
【０００５】
特許文献２に記載の撮像素子では、近赤外用の映像が元の単一波長用の素子構成を取る映像に比べて、（横解像度の低下はないが）縦解像度は１／２となる。また、カラー映像については、撮影用のＲ、Ｂ、Ｇの３原色のカラーフィルターの配置がベイヤー配置を形成できず、同じ画素数のカラー撮影装置に比べて、横解像度１／３、縦解像度１／２と、異なる波長の光に対する解像度を考慮した総合的な解像度が低下する。
【０００６】
また、特許文献２に記載の撮像素子では、特許文献１に記載の装置と同様に、各波長の受光素子の、感度対面積について考慮がなされていない。
【０００７】
以上説明したごとく、従来技術では、それぞれの波長域で得られる映像の解像度が不均一であり、結果的に、異なる波長の光に対する解像度を考慮した総合的な映像の解像度は、解像度の最も低い波長域の解像度となってしまう。また、各波長の受光素子の、感度対面積について考慮がなされていない。
【０００８】
本発明は、異なる波長の光に対する総合的な解像度、および受光感度を最適化する撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第一の発明は、異なる波長域の光を同時に受光する撮像装置であって、一方の波長域用の受光素子群を正方格子状に配置し、他方の波長域用の受光素子群を、一方の波長域用の受光素子の格子点に対して面心関係となる正方格子状に配置することを特徴とする。
【００１０】
第二の発明は、第一の発明に記載の撮像装置であって、２つの波長域の各受光素子の面積を、受光感度の低い波長域の受光素子は、受光感度の高い波長域の受光素子よりも大きくしたことを特徴とする。
【００１１】
第三の発明は、第一の発明に記載の撮像装置であって、一方の波長域は可視光であって、当該波長域の受光素子は、赤Ｒ用、緑Ｇ用、青Ｂ用の各受光素子がベイヤー配置を構成することを特徴とする。
【００１２】
第四の発明は、第三の発明に記載の撮像装置であって、２つの波長域の各受光素子の面積を、受光感度の低い波長域の受光素子は、受光感度の高い波長域の受光素子よりも大きくしたことを特徴とする。
【００１３】
第五の発明は、第一の発明、乃至第四の発明に記載の撮像装置であって、各受光素子の表面にマイクロレンズを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、異なる波長の光に対する総合的な解像度、および受光感度を最適化する撮像装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１に本発明による、波長Ｗ１用と波長Ｗ２用の受光素子の配置例を示す。図１においては、波長Ｗ１用の受光素子群を、４５度傾けた正方格子状配置とし、波長Ｗ１用と異なる波長Ｗ２用の受光素子群を、波長Ｗ１用の受光素子の格子点に対して面心関係、すなわち、波長Ｗ１用の４受光素子が囲む面の中心に、Ｗ２用の受光素子を正方格子状に配置する。
【００１６】
これにより、各波長域の解像度が等しく、したがって総合的な解像度を最大とすることが可能となる。
【００１７】
なお、図１に示す実施の形態では、水平ラスタースキャンを考慮して、受光素子を４５度傾けた正方格子状配置としたが、正方格子の角度は任意であってもよい。
【実施例１】
【００１８】
図２は、受光素子の感度差に合わせて各受光素子の面積を変えた、本発明の実施例１を示す。実施例１においては、図１に示す位置関係で波長Ｗ１用と波長Ｗ２用の受光素子を配置し、さらに、受光素子の感度差に合わせて、各波長域の受光素子の面積を変えた例を示す。図２の例は、波長Ｗ１用の受光素子の感度＞波長Ｗ２用の受光素子の感度の例を示す。
【００１９】
これにより、受光素子レベルで受光感度の最適化が可能となり、後段の増幅器による感度調整と比較し、ノイズを低く抑えることが可能となる。
【実施例２】
【００２０】
図３は、図１における波長Ｗ１を可視光とし、さらにＲ用、Ｇ用、Ｂ用の受光素子をベイヤー配置とした、本発明の実施例２を示す。
【実施例３】
【００２１】
図４は、可視光と波長Ｗ２の近赤外光における受光素子の感度差に合わせて各受光素子の面積を変えた実施例３を示す。実施例３においては、可視光用の受光素子の感度＞波長Ｗ２用の受光素子の感度の例を示す。
【００２２】
（付記１）
異なる波長域の光を同時に受光する撮像装置であって、一方の波長域用の受光素子群を正方格子状に配置し、他方の波長域用の受光素子群を、一方の波長域用の受光素子の格子点に対して面心関係となる正方格子状に配置することを特徴とする撮像装置。
（付記２）
付記１に記載の撮像装置であって、２つの波長域の各受光素子の面積を、受光感度の低い波長域の受光素子は、受光感度の高い波長域の受光素子よりも大きくしたことを特徴とする撮像装置。
（付記３）
付記１に記載の撮像装置であって、一方の波長域は可視光であって、当該波長域の受光素子は、赤Ｒ用、緑Ｇ用、青Ｂ用の各受光素子がベイヤー配置を構成することを特徴とする撮像装置。
（付記４）
付記３に記載の撮像装置であって、２つの波長域の各受光素子の面積を、受光感度の低い波長域の受光素子は、受光感度の高い波長域の受光素子よりも大きくしたことを特徴とする撮像装置。
（付記５）
付記１、乃至付記４に記載の撮像装置であって、各受光素子の表面にマイクロレンズを有することを特徴とする撮像装置。
（付記６）
付記１、または付記２に記載の撮像装置であって、一方の波長域は可視光輝度信号であることを特徴とする撮像装置。
（付記７）
付記６に記載の撮像装置であって、他方の波長域は近赤外光であることを特徴とする撮像装置。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】波長Ｗ１用と波長Ｗ２用の受光素子配置例
【図２】実施例１
【図３】実施例２
【図４】実施例３
【図５】カラー固体撮像素子の従来例
【図６】撮像素子を構成するフィルタアレイの従来例
【符号の説明】
【００２４】
Ｒ    赤色用の受光素子
Ｇ    緑色用の受光素子
Ｂ    青色用の受光素子
Ｗ１    波長Ｗ１用の受光素子
Ｗ２    波長Ｗ２用の受光素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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